生產(chǎn)線嵌入式RFID終端讀寫器設計

一、研究背景及設計方案

RFID 是射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification)的英文縮寫，射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它使用射頻電磁波通過空間耦合(交變磁場或電磁場)在閱讀器和要進行識別、分類和跟蹤的移動物品（物品上附著有RFID 標簽）之間實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。RFID 是一種自動識別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，可以提供無人看管的自動監(jiān)視與報告作業(yè)。

RFID 閱讀器的工作原理如下：閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼和相關(guān)信息被讀取器讀取并解碼后送回到計算機中進行有關(guān)處理，。識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。高性能的RFID 讀寫器可以同時識別多個物體。

在工業(yè)生產(chǎn)線RFID 系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)線現(xiàn)場的工作環(huán)境復雜，各類電磁干擾源非常多，采集點的數(shù)量多，而通常的RFID 讀寫器，由于采用單片機為主控制器，運算能力弱，本地不具備數(shù)據(jù)分析和存儲能力，不具備較強的抗干擾能力，對后臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力要求較高，而在工業(yè)生產(chǎn)線上，如果直接將所有采集點（通常多達數(shù)百點）所讀取的信息直接傳回服務器，由于要在服務器上進行繁重的數(shù)據(jù)分析和干擾排除，過大的數(shù)據(jù)量和計算量很容易造成服務器端的信息堵塞，進而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以現(xiàn)有的解決方案往往直接使用價格昂貴的工業(yè)PC 機完成前端工作，但這樣無疑大大增加了總體的部署成本。本系統(tǒng)的設計思路見圖（1）通過功能強大的RFID 嵌入式終端，直接在本地完成復雜的標簽讀取，數(shù)據(jù)糾錯，干擾排除，信息提取和數(shù)據(jù)保存等工作，僅將有效信息通過網(wǎng)絡傳輸給后臺服務器，這樣就大大降低網(wǎng)絡通信的開銷，降低了服務器的資源占用，從而提高了系統(tǒng)整體的運行效率，提高了穩(wěn)定性，增加了業(yè)務的靈活性。

二、系統(tǒng)的總體硬件設計

為了達到設計功能和環(huán)境需求，本系統(tǒng)底板采用了PCB 6 層設計，機殼加裝了電磁屏蔽網(wǎng)，另外專門配備了PCMCIA 接口用來外接RFID 讀寫模塊，采用的主要元件如下：

① 微處理器（MPU）：針對終端需要高速運算和數(shù)據(jù)庫操作的需要，并考慮到系統(tǒng)外圍設備的需求情況，本系統(tǒng)采用ARM9 核的SAMSUNG S3C2410 處理器。最高主頻可達203MHz。

② SDRAM 存儲部分：采用兩顆Hynix 公司的HY57V561620CT 內(nèi)存，大小為32M。

③ FLASH 存儲器：采用SAMSUNG 公司的K9F1208UOM Nand Flash，大小為64M。

④ RFID 閱讀器模塊：采用了WJ 公司的MPR6000 系列產(chǎn)品，PCMCIA 接口。

⑤ 網(wǎng)絡通信模塊：采用了Realtek 8039 芯片，支持10M/100M 網(wǎng)絡通信。